(57)【要約】  【課題】処理チャンバ数を少なくして装置を小型化し、基板処理時間を短縮する。  【解決手段】処理チャンバ１の内部に、第１および第２基板保持回転機構１１，１２が備えられている。第１基板保持回転機構１１は、基板Ｗを挟持した挟持状態で転動可能な複数の支持ローラ２と、支持ローラ回転駆動機構４とを備え、支持ローラ２を回転させることによって処理チャンバ１内で基板Ｗを回転させる。第２基板保持回転機構１２は、基板Ｗの周縁部を保持して処理チャンバ１内で当該基板Ｗを保持する複数の基板保持ピン３１と、基板保持ピン３１を支持する回転ベース３０と、回転ベース３０を回転させるチャックモータ３３とを備える。この基板処理装置は、さらに、第１基板保持回転機構１１に保持されている基板Ｗの少なくとも端面を洗浄する基板洗浄機構１３と、第１および第２基板保持回転機構１１，１２間で基板Ｗを受け渡す基板受け渡し機構１４とを備えている。【選択図】        図１
2006269974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
基板の端面に当接して前記処理チャンバ内で当該基板を挟持するとともに、基板を挟持した挟持状態で転動可能な複数の支持ローラと、この複数の支持ローラのうちの少なくとも１つに回転力を与える支持ローラ回転駆動機構とを備え、前記支持ローラを回転させることによって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第１基板保持回転機構と、
この第１基板保持回転機構との間で基板を受け渡し可能に配置され、基板の周縁部を保持して前記処理チャンバ内で当該基板を保持する複数の基板保持部と、この複数の基板保持部を支持する回転ベースと、この回転ベースを回転させる回転ベース回転駆動機構とを備え、前記回転ベースを回転させることによって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第２基板保持回転機構と、
前記第１基板保持回転機構によって保持されて回転されている基板の少なくとも端面を洗浄する第１基板洗浄機構と、
前記処理チャンバ内において、前記第１基板保持回転機構と第２基板保持回転機構との間で基板を受け渡す基板受け渡し機構とを含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１基板保持回転機構および第２基板保持回転機構は、それぞれ、基板をほぼ水平に保持して回転させるものであり、
前記第１基板保持回転機構は、前記第２基板保持回転機構による基板保持位置の上方で基板を保持することができるものであり、
前記基板受け渡し機構は、前記第２基板保持回転機構の基板保持高さに対する前記第１基板保持回転機構の相対的な基板保持高さを変化させる上下動機構を含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第２基板保持回転機構によって保持されて回転されている基板の少なくとも一方表面において、前記基板保持部と干渉しない中央領域をスクラブ洗浄する洗浄ブラシを備えた第２基板洗浄機構をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２基板保持回転機構に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構と、
前記第２基板保持回転機構の回転速度を前記処理液による処理のための処理時回転速度と、この処理時回転速度よりも高速であり、前記基板表面の処理液を遠心力によって排除するための乾燥時回転速度とに制御する回転制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
処理チャンバ内に配置された複数の転動可能な支持ローラを基板の端面に当接させて当該基板を挟持するとともに、前記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つを回転駆動する第１基板保持回転機構によって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第１基板保持回転工程と、
この第１基板保持回転工程において回転状態で保持されている基板の少なくとも端面を洗浄する基板洗浄工程と、
基板の端面に当接して前記処理チャンバ内で当該基板を保持する複数の基板保持部を支持する回転ベースを回転駆動する第２基板保持回転機構によって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第２基板保持回転工程と、
この第１基板保持回転機構と前記第２基板保持回転機構との間で、前記処理チャンバ内で基板を受け渡しする基板受け渡し工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を保持して当該基板を処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などのほぼ円形の基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、半導体基板（ウエハ）を必要に応じて洗浄する必要がある。半導体基板の洗浄のために用いられる基板処理装置は、たとえば、基板を保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面をスクラブする洗浄ブラシとを備えている。スピンチャックには、基板の一方表面の中央部を吸着することによって当該基板を保持する吸着式のもの（いわゆるバキュームチャック）と、基板の周端面を複数本の挟持ピンによって挟持することによって当該基板を保持する挟持式のもの（いわゆるメカニカルチャック）とがある。
【０００３】
ところが、吸着式のスピンチャックでは、基板表面に吸着痕が付着するため、基板を別の処理チャンバに移して、吸着痕除去のための洗浄処理を行わなければならない。
また、挟持式のスピンチャックでは、洗浄ブラシは、挟持ピンと干渉しない中央領域のみの洗浄を行えるに過ぎず、基板の周縁部および周端面を洗浄することができない。したがって、やはり、基板を別の処理チャンバに移して、基板の周縁部および周端面の洗浄を行わなければならない。
【０００４】
一方、基板の周端面に当接する複数個の転動ローラによって当該基板を挟持するとともに、転動ローラを回転させることによって基板を回転させる構成の基板回転保持機構が提案され、実用化されている。この場合、基板の回転中心から周端面に至る領域に接触する一対のスクラブブラシによって基板を両面から挟持するとともに、基板回転保持機構によって基板を回転させると、基板の周縁部および周端面まで含めた全表面をスクラブ洗浄することができる。
【０００５】
しかし、この従来技術の問題は、基板保持回転機構は、その構造上、基板を高速に回転させることができないことである。したがって、基板表面に処理液（薬液または純水）を供給しながらスクラブ洗浄を行うと、スクラブ洗浄処理後に基板表面に残る処理液の排除が困難になる。すなわち、吸着式または挟持式のスピンチャックでは、基板を高速回転させ、その表面の処理液を遠心力によって振り切ることができるのであるが、転動ローラ式の基板保持回転機構では、基板回転速度に限界があり、同様な乾燥工程を行うとすると、非常に長い時間を要する。そのため、実際には、湿潤な状態の基板を別の処理チャンバに移し、この処理チャンバに備えられたスピンチャックに保持して高速回転させることにより、基板の乾燥工程を行わざるを得ない。
【特許文献１】特開平１０−２２９０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、いずれの先行技術でも、基板のスクラブ洗浄から乾燥に至る一連の工程には複数の処理チャンバを必要とし、それに応じて基板処理装置が大型化するとともに、処理チャンバ間の基板の搬送に要する時間の分だけ、基板処理に要する時間が長くなっていた。
そこで、この発明の目的は、処理チャンバの数を少なくして基板処理装置の小型化に寄与することができるとともに、基板処理の所要時間を短縮することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理チャンバ（１）と、基板（Ｗ）の端面に当接して前記処理チャンバ内で当該基板を挟持するとともに、基板を挟持した挟持状態で転動可能な複数の支持ローラ（２）と、この複数の支持ローラのうちの少なくとも１つに回転力を与える支持ローラ回転駆動機構（４）とを備え、前記支持ローラを回転させることによって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第１基板保持回転機構（１１）と、この第１基板保持回転機構との間で基板を受け渡し可能に配置され、基板の周縁部を保持して前記処理チャンバ内で当該基板を保持する複数の基板保持部（３１）と、この複数の基板保持部を支持する回転ベース（３０）と、この回転ベースを回転させる回転ベース回転駆動機構（３３）とを備え、前記回転ベースを回転させることによって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第２基板保持回転機構（１２）と、前記第１基板保持回転機構によって保持されて回転されている基板の少なくとも端面を洗浄する第１基板洗浄機構（１３）と、前記処理チャンバ内において、前記第１基板保持回転機構と第２基板保持回転機構との間で基板を受け渡す基板受け渡し機構（１４）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
この構成によれば、一つの処理チャンバ内において、第１基板保持回転機構によって基板を保持することができ、また、第２基板保持回転機構によって基板を保持することができ、さらに、第１および第２基板保持回転機構間で基板の受け渡しを行うことができる。
第１基板保持回転機構は、複数本の転動可能な支持ローラによって基板を挟持するとともに、支持ローラを基板の端面上で転動させて基板を回転させるものである。したがって、基板の端面における支持ローラの当接位置が変化するから、第１基板洗浄機構によって、基板の端面全域の洗浄が可能である。
【０００９】
第２基板保持回転機構は、基板の周縁部を保持する複数の基板保持部を回転ベースで支持するとともに、この回転ベースを回転させることによって基板を回転させる構成であるので、第１基板保持回転機構に比較して、基板を高速に回転させることができる。したがって、処理チャンバ内で基板に処理液を供給する処理を行ったとしても、第２基板保持回転機構によって基板を高速回転させ、基板上の処理液を遠心力によって振り切ることができる。これにより、乾燥した状態で基板を処理チャンバ外に払い出すことができる。
【００１０】
このようにして、基板保持の態様の異なる第１および第２基板保持回転機構によって同一の処理チャンバで基板を保持可能とし、さらに、これらの間での基板の受け渡しを可能としたことにより、処理チャンバの数を少なくすることができ、これにより、基板処理装置の小型化が可能になる。それとともに、処理チャンバ間での基板の移動回数を少なくすることができるから、基板処理に要する時間を短縮して、生産効率を高めることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記第１基板保持回転機構および第２基板保持回転機構は、それぞれ、基板をほぼ水平に保持して回転させるものであり、前記第１基板保持回転機構は、前記第２基板保持回転機構による基板保持位置の上方で基板を保持することができるものであり、前記基板受け渡し機構は、前記第２基板保持回転機構の基板保持高さに対する前記第１基板保持回転機構の相対的な基板保持高さを変化させる上下動機構を含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
【００１２】
この構成によれば、第１基板保持回転機構および第２基板保持回転機構による基板保持高さを相対的に変化させることによって、これらの間での基板の受け渡しを行える。このように、第１および第２基板保持回転機構の基板保持位置を上下に配置することによって、処理チャンバの専有面積を増やすことなく、当該処理チャンバ内で第１および第２基板保持回転機構による基板の保持が可能になる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記第２基板保持回転機構によって保持されて回転されている基板の少なくとも一方表面において、前記基板保持部と干渉しない中央領域をスクラブ洗浄する洗浄ブラシを備えた第２基板洗浄機構（１３）をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第１基板保持回転機構によって基板を保持して回転させるとともに第１基板洗浄機構によって基板の端面を洗浄することができ、さらに、第２基板保持回転機構によって基板を保持して回転させるとともに第２基板洗浄機構によって当該基板の中央領域をスクラブ洗浄することができる。このようにして、基板の中央領域および端面領域のいずれをも良好に洗浄することができる。
【００１４】
なお、前記第１基板洗浄機構が基板の表面の洗浄も可能なものである場合には、この第１基板洗浄機構を第２基板洗浄機構として兼用してもよい。
請求項４記載の発明は、前記第２基板保持回転機構に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構（８０）と、前記第２基板保持回転機構の回転速度を前記処理液による処理のための処理時回転速度と、この処理時回転速度よりも高速であり、前記基板表面の処理液を遠心力によって排除するための乾燥時回転速度とに制御する回転制御手段（９０）とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置である。
【００１５】
前述のように、第２基板保持回転機構は、第１基板保持回転機構よりも高速に基板を回転させることができる。そこで、この第２基板保持回転機構に基板を保持させて処理液による処理を行った後には、この第２基板保持回転機構によって基板を高速に回転させ、遠心力によって基板表面の処理液を振り切ることができる。
第１基板保持回転機構は、その構造上、さほどの高速回転は望めない。したがって、たとえば、第１基板保持回転機構によって基板をほぼ水平に保持するとともに、その上面に処理液を供給すると、この処理液は基板の下面へと回り込むおそれがある。このような基板下面への処理液の回り込みが望ましくない場合（たとえば、基板下面がデバイス形成面である場合）には、第１基板保持回転機構に保持されている基板に対しては処理液による処理を行うべきではない。
【００１６】
このような場合でも、基板を第２基板保持回転機構に保持させることにより、基板を処理液によって処理することができる。
請求項５記載の発明は、処理チャンバ（１）内に配置された複数の転動可能な支持ローラ（２）を基板（Ｗ）の端面に当接させて当該基板を挟持するとともに、前記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つを回転駆動する第１基板保持回転機構（１１）によって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第１基板保持回転工程と、この第１基板保持回転工程において回転状態で保持されている基板の少なくとも端面を洗浄する基板洗浄工程と、基板の端面に当接して前記処理チャンバ内で当該基板を保持する複数の基板保持部（３１）を支持する回転ベース（３０）を回転駆動する第２基板保持回転機構（１２）によって前記処理チャンバ内で基板を回転させる第２基板保持回転工程と、この第１基板保持回転機構と前記第２基板保持回転機構との間で、前記処理チャンバ内で基板を受け渡しする基板受け渡し工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００１７】
この方法により、請求項１の発明に関連して説明した効果と同様の効果が得られる。
むろん、この基板処理方法の発明に関しても、基板処理装置の発明と同様な変形が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図であり、図２は主要部のみを示した平面図である。
この基板処理装置は、半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗを１枚ずつ洗浄処理するための枚葉型の基板洗浄装置である。この基板処理装置は、処理チャンバ１と、この処理チャンバ１内に収容された第１基板保持回転機構１１と、同じく処理チャンバ１内に収容された第２基板保持回転機構１２と、基板Ｗをスクラブ洗浄するための基板洗浄機構１３と、前記第１および第２基板保持回転機構１１，１２間で基板Ｗの受け渡しを行わせるための基板受け渡し機構１４と、第１または第２基板保持回転機構１１，１２に保持された基板Ｗに対して処理液（薬液または純水（脱イオン水））を供給するための処理液供給機構８０とを備えている。薬液としては、たとえば、アンモニア水またはアンモニア過酸化水素水混合液を用いることができる。
【００１９】
第１基板保持回転機構１１は、基板Ｗの周端面に当接する複数本（この実施形態では６本）の支持ローラ２によって基板Ｗを挟持してほぼ水平姿勢に保持するとともに、支持ローラ２を回転させることによって、基板Ｗを鉛直軸線まわりに回転させるものである。より具体的には、第１基板保持回転機構１１は、それぞれ３本の支持ローラ２を鉛直軸線まわりの自転が可能であるように支持する一対の進退ハンド部３，３と、この進退ハンド部３，３内にそれぞれ備えられ、支持ローラ２に回転力を与える支持ローラ回転駆動機構４，４と、進退ハンド部３，３を互いに接近／離反する水平方向に進退させるための進退駆動機構としてのシリンダ５，５とを備えている。
【００２０】
さらに詳細に説明すると、各進退ハンド部３は、支持ローラ回転駆動機構４，４を収容したハウジング６と、このハウジング６を支持するブラケット６Ａと、このブラケット６Ａの底板７に固定され、昇降台１５上に水平に取り付けられたレール１６上を摺動する摺動ブロック８とを備えている。ブラケット６Ａの底板７には、Ｌ字形ブラケット９が取り付けられており、このＬ字形ブラケット９に対して、シリンダ５の進退ロッド１０の駆動力が、当該進退ロッド１０に巻装されたコイルばね１７を介して伝達されるようになっている。シリンダ５は、進退ロッド１０をレール１６と平行に進退させるように昇降台１５に取り付けられており、レール１６は、対向する進退ハンド部３に向かう水平姿勢で昇降台１５に取り付けられている。したがって、シリンダ５を駆動することにより、一対の進退ハンド部３を互いに接近させたり、互いに離反させたりすることができる。
【００２１】
ブラケット６Ａの天面部には、水平な取り付け板２０が設けられている。この取り付け板２０には、３本の支持ローラ２をそれぞれ支持する３本の回転軸２１が回転自在に取り付けられており、さらに、支持ローラ２に回転力を与える支持ローラ駆動モータ２２が固定されている。図２に示すように、３本の支持ローラ２は、基板Ｗの周端面に沿うように並んで配置されており、その中央の支持ローラ２に対して、支持ローラ駆動モータ２２の回転力がベルト２３を介して伝達されるようになっており、さらに、この中央の支持ローラ２の回転が、両脇の２本の支持ローラ２に対してベルト２４，２５を介してそれぞれ伝達されるようになっている。このように、支持ローラ駆動モータ２２およびベルト２３，２４，２５などにより、支持ローラ回転駆動機構４が構成されている。
【００２２】
支持ローラ２には、基板Ｗの周縁部を保持するための水平な基板保持溝２６が側面に形成されている。６本の支持ローラ２によって基板Ｗを保持するとき、基板Ｗの周縁部は各支持ローラ２の基板保持溝２６に入り込む。基板Ｗを保持するとき、一対のシリンダ５は、進退ロッド１０をそれぞれ伸長させ、これにより、一対の進退ハンド部３は互いに接近させられる。これにより、コイルばね１７の働きにより、支持ローラ２は基板Ｗの周端面に弾性的に押しつけられ、一対の進退ハンド部３に備えられた６本の支持ローラ２によって、基板Ｗがほぼ水平な姿勢で挟持されることになる。この状態で支持ローラ駆動モータ２２を駆動することにより、支持ローラ２を基板Ｗの周端面上で転動させることができ、これに伴って、基板Ｗが鉛直軸線まわりに回転することになる。
【００２３】
一方、第２基板保持回転機構１２は、いわゆるスピンチャックとしての基本構成を有しており、ほぼ水平姿勢の円板状の回転ベース３０と、この回転ベース３０の上面に立設された複数本（この実施形態では６本）の基板保持ピン３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、回転ベース３０を支持する回転軸３２と、この回転軸３２に回転力を与える回転ベース回転駆動機構としてのチャックモータ３３を備えている。回転軸３２は、第１基板保持回転機構１１による基板Ｗの回転軸と実質的に同軸となるように鉛直方向に沿って配置されている。したがって、基板保持ピン３１によって基板Ｗをほぼ水平姿勢で挟持した状態でチャックモータ３３を駆動することにより、基板Ｗを鉛直軸線まわりに回転させることができる。
【００２４】
この実施形態では、第２基板保持回転機構１２は、磁気チャックによって構成されている。具体的には、たとえば、６本の基板保持ピン３１のうちの４本は固定ピン３１Ａとされ、残りの２本は磁気によって駆動される可動ピン３１Ｂとされている。可動ピン３１Ｂは、図３に示すように、鉛直軸線まわりに回転自在な回転軸３４と、この回転軸３４の上方部に取り付けられたピン本体３５と、回転軸３４の下端に水平姿勢で取り付けられ、両端をＮ極およびＳ極とした棒状永久磁石片３６とを備えている。ピン本体３５の上端には、基板Ｗの周端面に当接する基板当接部３７が、回転軸３４の回転軸線から偏心した位置に設けられている。したがって、ピン本体３５を回転軸３４とともに回転させることによって、基板当接部３７を、基板Ｗの周端面に押し付けた基板挟持状態と、この押し付け力を解除した解除状態とに切り換えることができる。
【００２５】
図１を参照して、第２基板保持回転機構１２の回転軸３２を取り囲む保護筒４０の外側には、ドーナツ状の磁石支持板４１が昇降自在に配置されており、この磁石支持板４１の周縁部には、リング状永久磁石片４２が埋設されている。このリング状永久磁石片４２は、外周側および内周側に両極（Ｎ極およびＳ極）を有するものである。
磁石支持板４１は、処理液を受けるための処理カップ４３に取り付けられており、この処理カップ４３は、昇降台１５に支持されている。処理カップ４３は、昇降台１５の昇降によって、図１に示す下位置と、図４に示す上位置とをとることができる。処理カップ４３が上位置（図４参照）にあるとき、磁石支持板４１に支持されたリング状永久磁石片４２は、可動ピン３１Ｂの下端の棒状永久磁石片３６に対向する（図３参照）。これにより、リング状永久磁石片４２と棒状永久磁石片３６との間の吸引力（または反発力）によって、可動ピン３１Ｂの回動が引き起こされ、その基板当接部３７は基板Ｗの周端面に押し付けられて基板挟持状態となる。これにより、基板Ｗは、６本の基板保持ピン３１によって強固に保持された状態となる。
【００２６】
一方、処理カップ４３が下位置（図１参照）にあるとき、リング状永久磁石片４２は可動ピン３１Ｂを有効に付勢することができない。そのため、可動ピン３１Ｂは解除状態となり、基板Ｗの保持が解放される。また、処理カップ４３の上端部には、解除用永久磁石片４５が埋設されており、この解除用永久磁石片４５は、処理カップ４３が下位置のときに可動ピン３１Ｂの下端の棒状永久磁石片３６に対向して、可動ピン３１Ｂが解除状態に切り換わるのを補助する。
【００２７】
基板受け渡し機構１４は、昇降台１５を上下動させる上下動機構で構成されている。より具体的には、基板受け渡し機構１４は、複数のボールねじ機構５０と、この複数のボールねじ機構５０に駆動力を与える駆動源としてのモータ５１と、このモータ５１の回転力を複数のボールねじ機構５０に伝達するベルト５２とを備えている。各ボールねじ機構５０は、下部がねじ軸部、上部がスプライン軸部とされた昇降軸５５と、この昇降軸５５のスプライン軸部を案内するガイド５６と、昇降軸５５のねじ軸部に螺合するボールナット５７と、このボールナット５７に固定され、ベルト５２からの回転力を受けるプーリ５８とを備えている。ガイド５６は、保持筒５９に収容されており、この保持筒５９は、処理チャンバ１の下方に配置された支持板部６０に固定されている。ボールナット５７は、軸受け６１を介してナット保持筒６２内に回転自在に保持されていて、ナット保持筒６２は、支持板部６０に固定されている。
【００２８】
この構成により、モータ５１を回転させると、この回転がプーリ５８に伝達されてボールナット５７の回転を引き起こす。これにより、昇降軸５５がガイド５６に案内されながら、鉛直方向に沿って上下することになる。
昇降軸５５の上端は、結合部材６３を介して昇降台１５の底面に固定されている。したがって、昇降軸５５が昇降することで、昇降台１５を昇降させることができる。
【００２９】
この昇降台１５の昇降によって、第１基板保持回転機構１１による基板Ｗの保持高さを変えることができる。すなわち、第１基板保持回転機構１１の基板保持高さは、少なくとも、第２基板保持回転機構１２による基板保持高さまで降下させることができ、また、第２基板保持回転機構１２の基板保持高さよりも上方へと上昇させることができる。第１基板保持回転機構１１の基板保持高さを第２基板保持回転機構１２の基板保持高さと等しくできることにより、これらの間での基板Ｗの受け渡しが可能となる。
【００３０】
基板洗浄機構１３は、この実施形態では、基板Ｗの表面および端面をスクラブすることができるスポンジ状の洗浄ブラシ７０と、この洗浄ブラシ７０を下方に向けた状態で先端に保持した揺動アーム７１と、この揺動アーム７１を基板Ｗの回転範囲外に設定した鉛直軸線まわりに揺動させる揺動駆動機構７２と、この揺動アーム７１を上下動させる昇降駆動機構７３とを備えている。
【００３１】
この構成により、基板Ｗを第１基板保持回転機構１１によって保持させて回転させている状態で、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの回転中心とその周端面との間で移動させれば、基板Ｗの上面および端面の全域をスクラブ洗浄することができる。また、基板Ｗの端面のみの洗浄が望まれる場合には、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの端面に当接させておくことで、当該端面のスクラブ洗浄を行うことができる。
【００３２】
一方、基板Ｗを第２基板保持回転機構１２によって保持させて回転させている状態では、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの回転中心から基板Ｗの周縁部側の基板保持ピン３１との干渉の生じない位置まで移動させることによって、基板Ｗの上面の大部分をスクラブ洗浄することができる。
洗浄ブラシ７０は、揺動アーム７１を作動させることにより、第１基板保持回転機構１１の側方に配置された待機ポット７４まで移動させて、この待機ポット７４において待機させることができる。この待機ポット７４では、洗浄ブラシ７０に対して処理液（たとえば純水）を供給して、洗浄ブラシ７０を湿潤な状態に保持することができるようになっている。
【００３３】
処理液供給機構８０は、第１または第２基板保持回転機構１１，１２に保持された基板Ｗに向けて処理液を吐出する処理液ノズル８１と、この処理液ノズル８１へと処理液供給源からの処理液を導く処理液供給管８２と、この処理液供給管８２に介装され、処理液の供給／停止を切り換える処理液バルブ８３とを含む。
図５は、前記基板処理装置の制御に関する構成を示すブロック図である。この基板処理装置は、制御装置９０を備えている。この制御装置９０は、第１基板保持回転機構１１の支持ローラ駆動モータ２２およびシリンダ５の動作を制御する。また、制御装置９０は、第２基板保持回転機構１２のチャックモータを制御する。さらに、制御装置９０は、基板洗浄機構１３の揺動駆動機構７２および昇降駆動機構７３の動作を制御する。また、制御装置９０は、処理液供給機構８０の処理液バルブ８３の開閉を制御する。そして制御装置９０は、基板受け渡し機構１３のモータ５１を制御することにより、昇降台１５の上下位置を制御する。
【００３４】
図６は、基板Ｗを洗浄するための処理シーケンスの一例を説明するための図解図である。未処理の基板Ｗは、基板搬送ロボット（図示せず）によって、処理チャンバ１に搬入され、第２基板保持回転機構１２に受け渡される。このとき、図６(a)に示すように、昇降台１５は、下位置にあり、したがって、第２基板保持回転機構１２の可動ピン３１Ｂは、解除状態となっている。また、このとき、第１および第２基板保持回転機構１１，１２の基板保持高さは等しくなっている。第１基板保持回転機構１１は、制御装置９０によるシリンダ５の制御により、一対の進退ハンド部３を外方に退避させた状態とされている。さらにこのとき、制御装置９０は、回転ベース３０の回転位置を、基板保持ピン３１と支持ローラ２とが干渉しない位置に制御する。
【００３５】
次に、図６(b)に示すように、制御装置９０は、シリンダ５を制御して、一対の進退ハンド部３を互いに接近する方向に進出させる。これにより、第１基板保持回転機構１１の６本の支持ローラ２によって基板Ｗが挟持され、第２基板保持回転機構１２から第１基板保持回転機構１１への基板Ｗの受け渡しが行われる。
次いで、図６(c)に示すように、制御装置９０によるモータ５１の制御によって、昇降台１５が上位置（または、上位置および下位置の間の中間位置）へと導かれる。これにより、基板Ｗから第２基板保持回転機構１２が離れた状態となる。さらに、制御装置９０は、支持ローラ駆動モータ２２を駆動させ、支持ローラ２を回転させる。これにより、基板Ｗは、鉛直軸線まわりに回転する。回転速度は、たとえば、２０ｒｐｍ程度である。
【００３６】
この状態で、制御装置９０は、揺動駆動機構７２および昇降駆動機構７３を制御し、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの周端面に導く。より具体的には、洗浄ブラシ７０は、支持ローラ２を回避した位置において、基板Ｗの周端面に押し付けられる。さらに、具体的には、たとえば、図７(a)に示すように、基板Ｗの周縁部において洗浄ブラシ７０の底面７０ａを基板Ｗの外方に一部はみ出した状態とし、この洗浄ブラシ７０を基板Ｗの周縁部に押し付けると、スポンジ状の洗浄ブラシ７０は、その弾性力によって、基板Ｗの周端面にまで回り込み、この周端面をスクラブ洗浄することができる。また、図７(b)に示すように基板Ｗの側面７０ｂを基板Ｗの周端面に押し付けるようにして、基板Ｗの周端面の洗浄を行うこともできる。
【００３７】
基板Ｗの周端面の洗浄の際、処理液供給機構８０の処理液ノズル８１から基板Ｗの上面に処理液を供給してもよいが、基板Ｗの下面がデバイス形成面である場合のように、基板Ｗの下面への処理液の回り込みが好ましくない場合には、処理液供給機構８０からの処理液の供給は行わない方が好ましい。洗浄ブラシ７０は、前述のとおり、待機ポット７４において湿潤状態に保持されているので、この湿潤な状態の洗浄ブラシ７０によって、基板Ｗの表面の洗浄が可能である。
【００３８】
次に、図６(d)に示すように、制御装置９０は、洗浄ブラシ７０を第１および第２基板保持回転機構１１，１２の側方に退避させた後、昇降台１５を下位置へと導くようにモータ５１を制御する。これにより、第１および第２基板保持回転機構１１，１２の基板保持高さが等しくなる。
その後、制御装置９０は、図６(e)に示すように、シリンダ５を制御することにより、一対の進退ハンド部３を互いに離反する方向に退避させる。これにより、支持ローラ２による基板Ｗの挟持が解かれ、この基板Ｗは第１基板保持回転機構１１から第２基板保持回転機構１２へと受け渡される。
【００３９】
この後、図６(f)に示すように、制御装置９０は、昇降台１５を上位置へと導くようにモータ５１を制御する。これにより、第１基板保持回転機構１１は、第２基板保持回転機構１１から離れるように上方に移動する。それとともに、磁石支持板４１が上昇してリング状永久磁石片４２が回転ベース３０の近傍位置に至る。これにより、可動ピン３１Ｂが挟持状態となり、基板Ｗは６本の基板保持ピン３１によって強固に保持される。
【００４０】
この状態から、制御装置９０は、チャックモータ３３を駆動して、回転ベース３０とともに基板Ｗを回転させる。第２基板保持回転機構１２は、第１基板保持回転機構１１よりもはるかに高速に基板Ｗを回転させることができ、このときの回転速度（処理時回転速度）は、たとえば、１０００ｒｐｍ程度である。制御装置９０は、さらに、処理液供給機構８０の処理液バルブ８３を開き、回転状態の基板Ｗの上面に処理液ノズル８１から処理液を供給させる。このとき、基板Ｗは十分に高速に回転されているので、基板Ｗの上面に供給された処理液が基板Ｗの下面にまで回りこんで、その内方の領域（たとえばデバイス形成領域）にまで至ることはない。
【００４１】
一方、制御装置９０は、揺動駆動機構７２および昇降駆動機構７３を制御することにより、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの上面に押し付けるとともに、この洗浄ブラシ７０を基板Ｗの回転中心付近から基板Ｗの周縁部において基板保持ピン３１と干渉しない位置までの範囲で移動させる。これにより、洗浄ブラシ７０の中央領域のスクラブ洗浄が行われることになる。
【００４２】
その後、制御装置９０は、揺動駆動機構７２および昇降駆動機構７３を制御して、洗浄ブラシ７０を第２基板保持回転機構１２の側方に退避させ、さらに、処理液バルブ８３を閉じて処理液ノズル８１からの処理液の供給を停止する。この状態で、制御装置９０は、さらに、チャックモータ３３を制御することにより、前記処理時回転速度よりも高速な乾燥時回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ程度）まで基板Ｗの回転速度を加速する。これにより、基板Ｗの表面の処理液は、遠心力によって外方へと振り切られ、基板Ｗの乾燥が達成される。
【００４３】
その後は、制御装置９０は、チャックモータ３３を停止させて基板Ｗの回転を停止させる。このとき、制御装置９０は、回転ベース３０を、基板保持ピン３１と支持ローラ２とが干渉しない回転位置（平面視において重なりあわない位置）で停止させる。さらに、制御装置９０は、モータ５１を制御して昇降台１５を下位置に制御する。これにより、可動ピン３１Ｂが解除状態となる。図６(a)の状態に戻る。この状態で、基板搬送ロボットによって、第２基板保持回転機構１２上の処理済みの基板Ｗが払い出されることになる。
【００４４】
以上のようにこの実施形態によれば、一つの処理チャンバ１内に第１基板保持回転機構１１および第２基板保持回転機構１２を備え、第１基板保持回転機構１１によって基板Ｗの周端面をスクラブ洗浄した後に、この基板Ｗを第２基板保持回転機構１２に受け渡し、基板Ｗの上面の中央領域のスクラブ洗浄を処理液供給と並行して行い、その後に、基板Ｗを高速回転させて基板Ｗの乾燥を行うことができる。これにより、基板Ｗの上面および端面の全域の洗浄から乾燥までを１つの処理チャンバ１内で行うことができるから、基板処理装置の小型化に寄与することができる。また、処理チャンバ間の基板の搬送に要する時間を少なくすることができるので、基板処理に要する全体の時間を短縮でき、基板処理の生産性を向上することができる。
【００４５】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、洗浄ブラシ７０を基板Ｗの周端面の洗浄と上面中央領域の洗浄とに共通に用いているが、洗浄ブラシ７０のほかに、基板Ｗの周端面の洗浄のための専用の洗浄ブラシを設けてもよい。たとえば、図８(a)に示す洗浄ブラシ８５や、図８(b)に示す洗浄ブラシ８６を、第１基板保持回転機構１１による処理時の基板保持高さの側方に進退可能に設けるようにしてもよい。図８(a)の洗浄ブラシ８５は、円柱状のブラシ本体部８５ａの下端に円盤状フランジ部８５ｂを形成した形状のスポンジ状洗浄ブラシである。また、図８(b)の洗浄ブラシ８６は、円柱状のブラシ本体部８６ａの上端および下端の両方に円盤状フランジ部８６ｂ，８６ｃを形成した形状のスポンジ状洗浄ブラシである。いずれの洗浄ブラシ８５，８６も、主として、円柱状のブラシ本体部８５ａ，８６ｂを基板Ｗの周端面に押し付けて、その洗浄を行う。フランジ部８５ｂ；８６ｂ，８６ｃは、基板Ｗの周縁部に回り込んで、その領域をスクラブすることになる。フランジ部８５ｂ；８６ｂ，８６ｃは、たとえば、基板Ｗの内方のデバイス形成領域に達しないように、ブラシ本体部８５ａ，８６ａからのはみ出し幅が定められていることが好ましい。
【００４６】
洗浄ブラシ８５，８６は、いずれも回転対称な形状を有しているので、これを随時回転させることによって、長寿命化を図ることができる。すなわち、たとえば、洗浄ブラシ８５，８６を、待機位置で、その軸線まわりに所定角度だけ回転させるようにすれば、洗浄ブラシ８５，８６の同一箇所ばかりが基板Ｗの周端面に摺接して摩耗する状態を回避でき、洗浄ブラシ８５，８６の寿命を長くすることができる。洗浄ブラシ８５，８６の回転は、これらを基板Ｗの周端面に対して進出させる動作または基板Ｗの周端面から退避させる動作と連動して行わせるようにしてもよい。洗浄ブラシ８５，８６は、基板Ｗの周端面をスクラブする際には、その回転を停止しておく方が、高い洗浄効果が得られる。
【００４７】
なお、図８に示された洗浄ブラシは、前述の第１実施形態における洗浄ブラシ７０に代えて、揺動アーム７１に取り付けて用いることもできる。
さらに前述の実施形態では、第１基板保持回転機構１１に保持されている状態では基板Ｗの周端面の洗浄のみを行うこととしたが、基板Ｗの周端面だけでなく、基板Ｗの上面のスクラブ洗浄を併せて行うようにしてもよい。この場合、洗浄ブラシ７０が基板Ｗの上面に押し付けられるとともに、その接触位置を基板Ｗの回転中心付近からその周端面位置（支持ローラ２の当接位置を回避した位置）まで移動させるスキャン動作が行われる。これにより、基板Ｗの上面および端面のスクラブ洗浄が行われる。この場合には、第２基板保持回転機構１２に受け渡された基板Ｗに対しては、処理液の供給による処理（たとえばリンス処理）およびその後の乾燥処理を行えばよく、洗浄ブラシ７０を用いたスクラブ洗浄は省かれてもよい。
【００４８】
また、前述の実施形態では、第１基板保持回転機構１１に備えられたすべての支持ローラ２が回転駆動される構成としているが、第１基板保持回転機構１１に備えられた少なくとも１つの支持ローラ２が回転されれば、基板Ｗを回転させることが可能である。たとえば、一対の進退ハンド部３，３に保持された各３本の支持ローラ２のうちの１本（たとえば中央のもの）のみを支持ローラ駆動モータ２２で駆動することとしてもよいし、一対の進退ハンド部３，３の一方のみに備えられた支持ローラ２を駆動することとして、他方側の進退ハンド部３に備えられた３本の支持ローラ２は、基板Ｗの回転とともに従動回転させるようにしてもよい。
【００４９】
また、前述の実施形態では、第２基板保持回転機構１２として、磁気チャックが適用されているが、これに代えて、基板の周縁部を保持する基板保持部が、回転ベースに内蔵されたチャック駆動機構によって駆動される構成のメカニカルチャックが適用されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】前記基板処理装置の主要部の構成を示す平面図である。
【図３】磁気チャックの可動ピンの構成を説明するための断面図である。
【図４】第１基板保持回転機構が上位置にあるときの前記基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】前記基板処理装置の制御に関する構成を示すブロック図である。
【図６】基板を洗浄するための処理シーケンスの一例を説明するための図解図である。
【図７】基板の端面の洗浄を説明するための図である。
【図８】基板の端面の洗浄のための洗浄ブラシの変形例を説明するための図解的な斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    処理チャンバ
２    支持ローラ
３    進退ハンド部
４    支持ローラ回転駆動機構
５    シリンダ
６    ハウジング
６Ａ  ブラケット
７    底板
８    摺動ブロック
９    Ｌ字形ブラケット
１０    進退ロッド
１１    第１基板保持回転機構
１２    第２基板保持回転機構
１３    基板洗浄機構
１４    基板受け渡し機構
１５    昇降台
１６    レール
１７    コイルばね
２０    取り付け板
２１    回転軸
２２    支持ローラ駆動モータ
２３    ベルト
２４    ベルト
２５    ベルト
２６    基板保持溝
３０    回転ベース
３１    基板保持ピン
３１Ａ  固定ピン
３１Ｂ  可動ピン
３２    回転軸
３３    チャックモータ
３４    回転軸
３５    ピン本体
３６    棒状永久磁石片
３７    基板当接部
４０    保護筒
４１    磁石支持板
４２    リング状永久磁石片
４３    処理カップ
４５    解除用永久磁石片
５０    ボールねじ機構
５１    モータ
５２    ベルト
５５    昇降軸
５６    ガイド
５７    ボールナット
５８    プーリ
５９    保持筒
６０    支持板部
６１    軸受け
６２    ナット保持筒
６３    結合部材
７０    洗浄ブラシ
７０ａ  底面
７０ｂ  側面
７１    揺動アーム
７２    揺動駆動機構
７３    昇降駆動機構
７４    待機ポット
８０    処理液供給機構
８１    処理液ノズル
８２    処理液供給管
８３    処理液バルブ
８５    洗浄ブラシ
８５ａ  ブラシ本体部
８５ｂ  フランジ部
８６    洗浄ブラシ
８６ａ  ブラシ本体部
８６ｂ，８６ｃ    フランジ部
９０    制御装置
Ｗ      基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006269974.tif 000008
【図７】
2006269974.tif 000009
【図８】
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